Robot z piekarnika

Robot z piekarnika

Mnóstwo ludzi na świecie tworzy własne roboty w ramach swojego hobby. Metod na to jest wiele, ale czy kiedykolwiek słyszał ktoś, aby je piec? Naukowcy z MIT zademonstrowali sposób tworzenia samoskładających się konstrukcji, które tworzą po wypaleniu zamkniętą całość. Technika ta może być stosowana do wytworzenia elementów elektronicznych niezbędnych do sterowania nimi.

Opierając się na badaniach przeprowadzonych w laboratorium Daniela Rusa, profesora inżynierii elektrycznej i informatycznej na MIT, grupa jego kolegów z uczelni, wraz z badaczami z Uniwersytetu w Zurychu i Uniwersytetu w Tokio przedstawili dwa dokumenty opisujące proces pieczenia robota na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki IEEE.

Pierwszy z nich opisuje system, który pobiera cyfrowe dane 3D i tworzy „dwuwymiarowy" model z tworzywa sztucznego. Jest on generowany, w taki sposób, aby wycięcia pomiędzy jego segmentami podczas ogrzewania pozwalały materiałowi na kontrolowany skurcz, odgrywający zasadniczą rolę w formowaniu modelu trójwymiarowego. W drugim artykule, zespół wyjaśnia, jak budować komponenty elektroniczne z podobnych, materiałów ciętych laserowo. Naukowcy przedstawiają „przepisy" na rezystory, cewki, kondensatory, czujniki, a także elektromechaniczne siłowniki, którym roboty zawdzięczają ruch.

W celu utworzenia takich samoskładających urządzeń konieczne jest, m.in. dokładne określenie kątów pod jakimi ogrzewane będą arkusze materiału tak, aby mógł on się precyzyjnie wygiąć i zawinąć. Ostateczny efekt uzyskuje się, jednak głównie poprzez tworzenie arkuszy z wielu warstw polichlorku winylu (PVC), umieszczenie perforowanego poliestru pomiędzy kolejnymi jego warstwami oraz utworzenie pomiędzy nimi wielu szczelin o różnej szerokości. Kiedy materiał jest podgrzewany w piecu, PVC kurczy, szczeliny zostają zamknięte, zaś krawędzie sąsiadujących ze sobą wkładek poliestrowych oddziałują na siebie z nieznaczną siłą. W rezultacie, przy dokładnej kontroli i planowaniu, możliwe jest potencjalne tworzenie złożonych kształtów trójwymiarowych. W podobny sposób, złożone elementy mogą powstawać z zastosowaniem poliestru powleczonego aluminium.

Praktyczny rezultat wszystkich tych badań wskazuje na to, że pewnego dnia, obiekty 3D będą mogły być generowane z dwuwymiarowych szablonów, które samoistnie będą łączyć się pod wpływem temperatury, bądź innego bodźca. Konsekwencje badań nad tzw. drukiem 4D, mogą wykroczyć daleko poza domowe piekarniki i być przyczynkiem do kolejnej rewolucji w wytwarzaniu.

Poniższe wideo pozwala bliżej przyjrzeć się procesowi, o którym piszemy.

(rr)